钻杆和对应的钻杆柱 技术领域 本发明涉及油田或气田的勘查和开采领域， 在其中使用由管形组件， 如标准钻杆 和如有需要厚壁钻杆， 和其它管形元件， 特别是在井底钻具组合 (l’ ensemble de fond de trou) 处的钻铤， 所组成的旋转抽油杆柱， 这些组件根据钻探需要头尾连接地进行组装。本 发明更为特别地涉及用于旋转或非旋转式钻探设备的一型件， 如布置在一抽油杆柱 (train de tiges de forage) 的主体中的一钻杆或一厚壁钻杆。
背景技术 这类钻杆柱可特别地允许实施斜井钻探， 即在钻探时可以改变相对于垂线或方位 角取向的倾度的钻探。现今， 斜井钻探可达到大约 2km 到 6km 的深度和大约 2km 到 14km 的 水平移动。
在这类斜井钻探的情形中， 包括实际上水平的段， 源于抽油杆柱在井中的旋转的 摩擦力矩在钻探过程中会达到非常高的值。摩擦力矩会危害所使用的设备或钻探对象。此 外， 考虑到在钻孔中产生的碎屑的沉积， 特别地在相对于钻孔的垂线倾斜很大的部分中， 由 钻探所产生的岩屑的回升经常非常困难。管形组件的机械应力因此增大。
为了更好地理解在井底发生的事件， 在钻头附近井底钻具组合可以配有测量仪 表。 不过， 对在抽油杆柱中， 即在井底钻具组合和地表之间所发生的情况的了解仍旧很不完 整， 这使得对钻杆柱的结构和钻探工艺的优化仍是有问题的。
发明内容
本发明旨在改善这种情形。
设置一钻杆来安装在一钻杆柱的抽油杆柱中， 来进行钻孔， 一般伴随有钻井液围 绕所述钻杆和在从钻井底向地表的方向的流动。钻杆柱包括抽油杆柱和井底钻具组合。钻 杆包括 ： 第一端部， 该第一端部包括阴螺纹和具有第一惯性 ； 第二端部， 该第二端部包括阳 螺纹和具有第二惯性 ； 第一中间区域， 该第一中间区域位于第一端部附近和具有第三惯性 ； 第二中间区域， 该第二中间区域位于第二端部附近和具有第四惯性 ； 和基本管形的中心区 域， 该中心区域的外径小于至少第一或第二端部的最大外径和具有第五惯性。第三和第四 惯性每个都小于第一和第二惯性以及第五惯性小于第三和第四惯性。 钻杆包括 ： 套管， 该套 管在钻杆的外表面的一部分上固定在钻杆上 ； 至少一物理量传感器， 该物理量传感器布置 在套管中 ； 和至少一数据传输 / 存储机件， 该数据传输 / 存储机件与传感器的输出口连接， 套管与第一和第二端部隔开一距离， 套管与中心区域成整体件与第一和第二中间区域隔开 一距离并且具有小于第一和第二惯性的惯性。
钻杆柱可以包括一抽油杆柱、 一井底钻具组合和一钻头， 井底钻具组合与钻头连 接， 抽油杆柱布置在井底钻具组合和在地表驱动抽油杆柱的驱动机件之间， 抽油杆柱包括 多个如上所述的钻杆。 所述钻杆安装在根据钻杆柱的机械性能的计算模型的指示值选择的 位置。附图说明 通过阅读对作为非限定性示例给出和通过附图示意的数个实施方式的详细说明， 将更好地理解本发明， 附图中 ：
- 图 1 是一仪表化钻杆的轴向剖视图 ；
- 图 1A 到 1C 是图 1 的钻杆在一端部段、 一中间区域和一中心段中的横向剖视图 ；
- 图 2 是图 1 的钻杆沿一径向平面的剖视图 ；
- 图 3 是图 1 的钻杆的另一实施方式沿一径向平面的剖视图 ；
- 图 4 是一仪表化钻杆的轴向剖视图 ；
- 图 5 是一仪表化钻杆的轴向剖视图 ；
- 图 6 是一仪表化钻杆的轴向剖视图 ；
- 图 7 是图 1 或图 4 到图 6 类型的一钻杆的详细轴向剖视图 ；
- 图 8 是带有多套管的钻杆的局部立视图 ；
- 图 9 是沿图 8 的 IX-IX 的剖视图 ；
- 图 10 是沿图 8 的 X-X 的剖视图 ；
- 图 11 和图 12 是包括在两个不同深度布置的仪表化钻杆的钻杆柱的示意图 ； - 图 13 是测定仪表化钻杆在抽油杆柱中的最优位置的测定方法的简图 ； - 图 14 是评估在抽油杆柱中的机械载荷的评估模型的校准方法的简图 ； - 图 15 给出根据钻杆的行列从离散测量评估的参数的两参数曲线 ； - 图 16 是抽油杆柱的机械性能的评估模型的校准方法的简图 ； - 图 17 给出根据深度从离散测量评估的参数的两参数曲线 ； - 图 18 是图 1 的钻杆的另一实施方式沿一径向平面的剖视图 ； - 图 19 到图 22 是图 18 的钻杆在一端部段、 一中间区域和一端部段中的横向剖视 - 图 23 是图 18 的细部图 ； - 图 24 是图 20 的细部图 ； - 图 25 是图 18 的一详细变型 ； - 图 26 是图 18 的一变型 ； - 图 27 是对于多个载荷状态， 根据在钻杆轴线上的位置的一弯曲应力曲线 ； 和 - 图 28 是钻杆的轴向剖视图。图；
具体实施方式
附图包括具有某些特征的元件。因此不仅能用于更好地理解本发明， 如有需要也 用于对这些元件进行定义。
在钻井时， 钻探桅塔 ( de forage) 布置在地面或海上平台上， 以在地层中钻 孔。钻杆柱悬挂在孔中和包括一钻探工具， 如在其下端部的一钻头。钻杆柱可以被一驱动 机件带动整体转动， 驱动机件被未显示的部件例如液压部件致动。驱动机件从而可以在钻 杆柱的上端部包括一驱动杆。钻井液或钻井泥浆存储在一容器中。泥浆泵通过注射头的中 心孔口将钻井液输送到钻杆柱的内部， 迫使钻井液向下流动经过钻杆柱。钻井液继而通过钻头的管道离开钻杆柱， 然后在钻杆柱的外部和孔壁之间形成的总体环形的空间中回升。
钻井液对钻探工具进行润滑并将由钻头清理的钻井岩屑由井底带至地表。 钻井液 继而被过滤以能够进行再利用。
井底钻具组合可包括钻铤， 通过钻铤的质量保证钻头支撑抵靠井底。井底钻具组 合还可以包括组件 (MWD， LWD， subs...)， 组件配有测量传感器， 例如压力、 温度、 应力、 倾度、 电阻率传感器等。来自传感器的信号可以通过一有线遥测系统回到地表。多个电磁联接器 可以在钻杆柱的内部互连， 以形成通信连接装置。例如可以参考专利文献 US 6 670 880 或 US 6 641 434。一钻探组件的两端部配有通信联接器。组件的两联接器基本上在组件的长 度上通过一电缆连接。
通过对钻杆的机械性能的研究， 例如对钻杆的疲劳性损伤、 钻杆在非常偏斜的管 道中的纵向挠曲 (flambage)、 在套管装置 (tubage) 和钻杆之间的摩擦接触、 振动现象等等 的研究， 申请人意识到， 沿着抽油杆柱对物理参数的精确监测允许使物理模型化有效， 特别 是机械模型和液压模型。因此产生从技术性能、 操作安全性和成本的角度对钻探进程的改 善。因此钻探深的大偏移的钻探路径的能力更大。
在钻探非常偏斜 ( 大倾度 ) 的钻井时， 在钻杆和孔壁之间产生的摩擦非常大， 在钻 杆中产生压缩。这种压缩是纵向挠曲现象的根源， 该纵向挠曲现象会使得抽油杆柱组合在 井中卡住， 甚至引起钻杆断裂。 与钻杆的转动相关的钻杆的纵向挠曲实际上引起疲劳现象。 在这两种情形中， 造成钻探生产率的损失， 甚至不能到达油藏。
现有的技术不能提供在抽油杆柱处的物理数据。申请人开发一种装置， 旨在改进 对抽油杆柱的状态和 / 或其环境的认知。许多参数对由抽油杆柱所经受的应力有影响， 特 别是在钻杆的内部和外部的泥浆压力、 温度、 钻杆对井壁的摩擦、 所施加的转动力矩、 钻杆 的变形、 振动等等。在钻孔过程中的操作时间 ( 钻杆柱的完全回升继而重新下降 ) 可能减 少， 这就减少钻井步骤的时间而言显得特别有利， 因此使得经济获益较大。就此将注意的 是， 接着其重新下降的钻杆柱的完全回升是根据孔的深度大约半个工作日到一个工作日的 长时间操作。钻井时间的减少因此是生产率的重要因素。
申请人还观察到 ： 对钻探岩屑回升的更好控制、 在过度拉伸和过度扭转方面的更 好的安全边际、 螺纹连接的机械完整性的良好保持、 钻井内壁的摩损减小、 和在回升操作时 钻杆柱卡住的风险减小。
在抽油杆柱中， 钻杆可以包括螺纹元件和一管体， 所述螺纹元件和管体头尾地进 行焊接。管体在元件上的焊接可以通过摩擦执行。所述元件可以从一大直径的短构件进行 机加工， 而管体的直径可以较小， 因此待机加工的金属质量和待机加工的废料数量极大减 少。 所述元件的长度可以大约为 0.2 米到 1.5 米。 钻杆柱还可以包括钻杆、 厚壁钻杆、 钻铤、 稳定器等。
至少一钻杆包括配有测量传感器的一套管。套管可以配有至少一温度传感器、 一 变形传感器 ( 或应力仪 )、 一压力传感器、 一加速计、 一磁力计等。 应力仪能够测量变形和应 力 ( 张力和剪应力 ) 的张量的各种分量， 和以此测定轴向应力、 周向应力、 扭转应力或弯曲 应力和变形， 特别是纵向挠曲。 如果加速计在与钻杆的轴线正交的一平面中取向， 加速计允 许测量侧向加速和由钻杆所经受的振动。如果在钻杆的轴线中取向， 加速计允许测量轴向 加速和钻杆的倾度。磁力计 ( 方向和磁场强度传感器 ) 允许知晓与地球磁场相关的仪表化钻杆的角度取向和钻杆的转动速度。
在一实施方式中， 抽油杆柱包括根据专利申请 FR 2 851 608 和 / 或根据专利申请 FR 2 927 936 的至少一钻杆， 读者可以参考上述专利申请。
钻杆柱的组件以管形实施并头尾相接地相互连接， 以使得它们的中心管道位于相 互的延伸部分中和组成用于钻井液从高到低流动的连续中心空间， 钻井液在从之实施钻探 的地表到在其作业的井底之间流动。 钻井液或泥浆继而在钻孔壁和钻杆柱的外表面之间限 定的一环形空间中回升。
在其回升到钻杆的外部的过程中， 钻井液将由钻探工具穿过的来自地质层组的碎 屑带至从之实施钻探的地表。 钻杆柱被设计以方便钻井液在钻杆柱和井壁之间的环形空间 中的上升流动。寻求有效地带出钻探碎屑和产生对钻孔壁和钻杆柱的支撑面的清扫， 以方 便钻杆柱在钻孔的内部的推进。
钻杆柱的特征贡献于 ： 确切地说在钻井阶段或在井底和地表之间的操作阶段中的 一般钻探工艺的质量、 性能和安全性的基础特性。烃研究的发展要求实施越来越复杂的路 径型面和在越来越极端的地质条件中实施路径型面。 现今在通常超过四千米的深度和在相 对于固定设备可能超过数十千米的水平距离处开采烃。 申请人意识到在抽油杆柱区域中的特别是地质的、 机械的和液压的特征并不为人 熟知。井底钻具组合可以配有传感器， 以提供与在井底发生的事件相关的数据。文献 US 2005/0279532 描述具有分布的传感器的一钻杆柱的原理。然而， 传感器和钻杆的精确布置 仍被忽视。
文献 WO 2005/086691 述及在非常厚的一区域中安装在钻杆端部的传感器， 以及 此外容置在一覆盖元件中的传感器。非常厚的、 惯性大的和因此较不易于弯曲和扭转的区 域不允许对对应的作用力进行精确探测。在钻孔内外覆盖元件显得同样脆弱。
不过， 钻杆的组成应响应厚度， 在拉伸、 纵向挠曲和扭转方面的刚度， 耐疲劳度、 耐 内部压力和外部压力性， 和可拆卸性 ( 松旋 )， 连接密封性、 外径， 内部和外部的液压载荷损 失、 外侧的泥浆运动， 在井壁上的摩擦较小， 对腐蚀性化学成分如 H2S 的耐抗性， 数据传输等 的高要求和经常相悖的要求。 为此， 加上这样的事实 ： 布置至少一传感器， 同时在机械上、 液 压上和化学上进行保护和置于所述传感器被设计进行测量的现象中。
申请人开发一种改良型钻杆， 配有至少一传感器， 该传感器特别是允许测量钻杆 和周围的钻杆的纵向挠曲性能。将该计算模型称为钻杆柱的机械性能的计算模型。
如在图 1 上可以看见， 钻杆 1 具有围绕轴线 2 旋转的总体形状， 当一钻杆柱的钻杆 1 位于通过一工具——如布置在钻杆柱的端部的一钻头——实施的钻孔的内部的作业位置 时， 轴线 2 基本组成钻探轴线。轴线 2 是抽油杆柱的转动轴线。钻杆 1 具有管形形状， 基本 为圆柱形的回转管道 3 设置在钻杆 1 的中心部分中。
钻杆柱的组件， 特别是钻杆柱的钻杆， 以管形形状实施并头尾相接地相互连接， 以 使得它们的中心管道 3 位于相互的延伸部分中和组成用于钻井液从高到低流动的连续中 心空间， 钻井液在从之实施钻探的地表到在其作业的井底之间流动。钻井液或钻井泥浆继 而在钻孔壁和抽油杆柱的外表面之间限定的一环形空间中回升。钻杆柱可以包括钻杆、 厚 壁钻杆、 钻铤、 稳定器或连接件。除了相反的描述， 术语钻杆或这里所使用的杆体都表示通 常位于钻杆柱和井底钻具组合 ( 英语术语 “bottom hole assembly” ) 之间的钻杆和厚壁钻
杆 ( 英语术语 “heavy weight drill pipe” )。通过拧紧钻杆头尾连接组装成一抽油杆柱， 抽油杆柱组成钻杆柱的长度的一重要部分。
申请人意识到沿着钻杆柱的物理量即在地表和井底钻具组合之间的物理量更具 重要性。重要的是测量和利用这些测量值。实际上， 抽油杆柱挨着钻孔壁转动地且平移地 摩擦。 摩擦引起抽油杆柱的组件的缓慢的、 但还是显著的摩损， 和钻孔壁或已经安装的套管 装置的相对快速的摩损， 会损害套管装置的机械完整性和因此引起井壁的稳定性问题。在 钻杆和钻孔壁之间的摩擦可能引起对钻探操作不利的钻杆 ( 键槽 ) 卡紧。本发明允许降低 这些风险。
钻杆 1 可以由高机械强度的钢制成、 呈原始整体件的形式或通过段部继而焊接在 一起获得。更为特别地， 型杆 1 可以包括 ： 相对短的两端部型段 6 和 7( 长度小于 1 米， 例如 接近 0.5 米 )， 参考图 1A， 形成称为 “工具接头” 的用于组装钻杆的连接件 ； 两中间区域 4、 5， 所述两中间区域的长度小于 1 米， 例如接近 0.5 米， 参考图 1B ； 和一管形的中心段 8， 所述管 形的中心段的长度可以超过 10 米， 参考图 1C， 这些部分焊接在一起。中心段 8 的外径可大 致小于端部段 ( 例如分别是 149.2mm 和 184.2mm)， 和内径可大致大于端部段 ( 例如分别是 120.7mm 和 111.1mm)。这样端部段 6、 7 相对于钻杆 1 的轴线的惯性 ( 或二次动量 ) 会比中 心段 8 大很多 ( 例如大 3 到 6 倍 )。除短端部段 6、 7 外的长中心段 8 的制造允许显著地减 少废料的数量， 特别是要机加工的切屑。这样获得显著提高的材料产量。中心段 8 可以具 有这样的管体的中心部分的形式 ： 具有基本恒定的镗孔和基本恒定的外径 ( 钻杆的标称直 径 )， 具有通过内径的减小 ( 英语术语 “internal upset” ) 获得的向段 6、 7 在端部的超厚， 以方便在所述段 6 和 7 的焊接连接。中间区域 4 和 5 包括这些超厚端部和将段 6 和 7 连接 到中心段 8。中间区域相对于钻杆 1 的轴线的惯性小于段 6 和 7 的惯性和大于中心段 8 的 惯性。 通常地， 接下来的描述自段 6 的自由端部到段 7 的自由端部给出。段 6( 或阴钻杆 接头 ) 包括带有圆柱形环形外表面的阴连接部分 9， 该阴连接部分包括镗孔， 镗孔配有阴螺 纹 9a， 以便与另一钻杆 1 的阳螺纹连接。连接部分 9 可以根据规格 API 7 或根据专利文献 US 6153840 或 US 7210710， 读者可以参考上述文献。 连接部分 9 组成端部段 6 的自由端部。 段 7( 阳钻杆接头 ) 包括带有圆柱形环形外表面的阳连接部分 10， 该阳连接部分包括阳螺纹 10a， 以便与另一钻杆 1 的阴螺纹连接。阳螺纹 10a 与另一钻杆的阴螺纹形状一致。连接部 分 10 组成端部段 7 的自由端部。
在图 1 的实施方式中， 钻杆 1 包括一套管 11， 套管围绕中心段 8 布置， 基本在段 6 和 7 之间的一半距离处。套管 11 可以布置与段 6 和 7 隔开一距离， 该距离大于或等于所述 段 6、 7 的长度， 优选地与中间区域 4 和 5 隔开一距离， 该距离大于或等于所述段 6、 7 的长度。 套管 11 可以与第一和第二中间区域 4、 5 隔开一距离， 该距离在第一中间区域 4 和第二中间 区域 5 之间的距离的 40％到 60％之间。
套管 11 具有基本环形的外部形状。套管 11 这里具有与中心段 8 同心的外圆柱形 回转表面 11a， 通过基本截锥形的上游表面 11b 和基本截锥形的下游表面 11c——形成沿纵 向限制负载有钻探碎屑的钻井液流围绕钻杆 ( 在孔壁和钻杆之间的环形空间中 ) 的载荷损 失的型面——与中心段 8 的外表面连接。这些截锥形表面 11b、 11c 的母线的角度因此可小 于或等于 30°。 基本截锥形的上游表面 11b 和下游表面 11c 具有与相邻的圆柱形表面连接
的连接倒圆角 ( 这些倒圆角的半径优选地大于 10mm)。外表面 11a 的外径小于或等于端部 段 6、 7 的外径。更为确切地说， 为了考虑到套管 11 和端部段 6、 7 的圆度缺陷， 外表面 11a 可以内接在一圆中， 该圆的最大外径小于或等于端部段 6、 7 的最大直径。
套管 11 可以包括一主体 12， 也被称为基座， 和一个或多个罩盖 13。主体 12 形成 相对于中心段 8 的凸起部分。主体 12 具有与中心段 8 的外表面相切的外表面。主体 12 优 选地与中心段 8 成整体件， 例如通过锻造 ( 英语术语 “external upset” ) 或机加工， 特别是 使得主体 12 经受与中心段 8 相同的应力。主体 12 和罩盖 13 界定这里基本是平行六面体 形状的槽座 14。 套管 11 的外径小于钻杆的最大直径以通过孔壁对磨损进行保护， 和长度尽 可能地短， 小于 200mm， 例如为大约 150mm， 以最低程度地干扰中心段 8 的液压特征和中心段 所经受的应力。套管 11 的外径有利地被选择以使得套管 11 相对于轴线的惯性不过于超过 相邻中心段的惯性， 例如在中心段的惯性的 100％到 200％之间， 并优选地在 130％到 180％ 之间。仍优选的是， 相对于套管 11 的轴线的惯性小于或等于中间区域 4 和 5 的惯性。罩盖 13 可以具有一板体的形状， 该板体具有在横剖面方面凸出鼓起的外表面， 参考图 2， 与主体 12 的外表面的形状一致， 和具有平坦的或凹进的内表面。例如通过弹性体类型的合成材料 制成的一周向密封垫圈， 罩盖 13 可以液体密封地封塞槽座 14， 甚至在对在烃或地热钻探时 所遇到的强作业压力下液体密封地封塞槽座。罩盖 13 的固定可通过螺钉进行保证。罩盖 13 与主体 12 接触的边缘可以配有至少一凸缘或槽道， 形成改善密封性的挡板。 钻杆 1 包括至少一传感器 15， 传感器布置在槽座 14 中， 例如这里在一攻丝盲孔中 拧紧， 盲孔在槽座 14 的底部中刺穿并作为槽座的一部分。 有利地， 所述盲孔的深度如下 ： 在 所述盲孔下 ( 在盲孔底部和镗孔 3 之间 ) 的材料厚度至少等于中心段 8 的常规部分的厚度， 以不影响钻杆的机械完整性。换句话说， 在传感器 15 和钻杆的镗孔 3 之间的套管的材料厚 度大于或等于钻杆的中心区域 8 的厚度。作为变型， 传感器 15 可以通过任何其它方式—— 例如通过在槽座 14 的底部的一平坦部分上胶接 ( 材料厚度因此在所述平坦部分和镗孔 3 之间进行考虑 )——来固定在主体 12 上。钻杆 1 可以包括一电源 16， 电源布置在槽座 14 中。电源 16 或供电源可以包括例如布置在一圆柱形回转槽座 17 中的一电池或一电池组。 所述圆柱形回转槽座 17 可以通过一螺纹塞 18 封塞， 该螺纹塞与罩盖 13 相区别并且与布置 在主体 12 的壁中的阴螺纹进行配合。供电电缆 19 将电源 16 与传感器 15 连接。槽座 14 还可以包括对来自传感器 15 的信号进行处理特别是用于对所述信号进行数字化的一电子 处理元件。
存储器 20 可以布置在槽座 14 中， 与传感器 15 连接和被构型以记录来自传感器 15 的数据。存储器 20 可以作为一存储卡的组成部分。作为选择或在存储器 20 之外， 钻杆 1 可以配有一远程通信连接装置， 以使得操作者可以实时处理来自传感器 15 的数据， 或根据 连接装置的流量非常接近实时的数据。在钻杆 1 中远程通信连接装置可以是有线的， 例如 通过一通信电缆 21， 和在两钻杆之间是电磁的。可以参考关于在两相邻钻杆之间的通信联 接的专利文献 US 6 670 880、 US 6 641434、 US 6 516 506 或 US 2005/115717。还可使用 其它类型的联接 ( 直接接触， 通过天线等 )。
传感器 15 可以是一温度传感器， 例如在可以到 350℃的范围内。 传感器 15 可以与 未显示的一过滤器相连， 以传输超过预调阈值的温度数据。
传感器 15 可以是一磁场方向和强度传感器。磁力计因此允许知晓与地球磁场相
关的仪表化钻杆的角度取向。 还可以允许测量钻杆的有效转动速度和通过这种方式探测扭 转振动问题 (“stick slip” )。
传感器 15 可以是一压力传感器， 例如在可达到在 35 ＊ 106Pa( 基本上 5100psi) 到 25 ＊ 107Pa( 基本上 36300psi) 之间的值的范围内。压力传感器可以具有通向管道 3 的一 机件， 以测量内部压力。压力传感器可以具有通向套管 11 的外部的一机件， 以测量在钻孔 壁和钻杆之间的环形空间中的外部压力。可以在槽座 14 中布置两压力传感器。因此这些 传感器允许测量钻井液的载荷损失 (perte de charge)， 和在载荷损失很大的情况下探测 在钻杆和井壁之间的胶接现象和这类现象的开始。
传感器 15 可以是一加速传感器 ( 加速计 )， 例如在 0ms-2 到 100ms-2 的范围内。加 速传感器可以探测例如到 1000Hz 的高频加速度。通过轴向地、 切向地和侧向地布置的加速 计的对加速度的测量允许测量轴向的、 扭转的和侧向的振动。轴向加速计此外允许间接测 量倾度和切向加速计允许间接测量钻杆的转动速度。因此有利地是， 安装传感器 15 以测量 在这些多个方向上的加速度。
传感器 15 可以是一变形传感器 ( 或应力仪 )， 允许测量扭转、 弯曲、 张力、 压缩、 延 长、 剪应力等的几何分量， 和因此测量应力， 特别是张力和剪应力的张量的分量， 以及测定 轴向的、 周向的、 扭转的或弯曲的应力和变形， 特别是纵向挠曲。
在图 1 的实施方式的未显示的一变型中， 钻杆 1 与前述的实施方式相似， 除了套管 11 相对于钻杆 1 中部 ( 位于在中间区域 4 和 5 之间的一半距离的平面 ) 偏移布置， 例如可 以到相对于中部大约 3 米的一距离， 不过优选地到所述中部的大约 1 米的一距离。
在图 3 上示出的实施方式中， 套管 11 与在图 2 上示出的实施方式相似， 除了罩盖 13 具有至少一塞的形状， 塞在其外表面上配有阳螺纹， 阳螺纹被设置以与布置在主体 12 中 的对应的阴螺纹进行配合。罩盖 13 可以配有例如呈六侧面的盲孔的形状的驱动元件， 允许 通过一合适的阳扳手对罩盖 13 进行拧紧或松旋。这种实施方式具有结构特别简单和塞牢 固的优点。套管 11 的这种实施方式与套管 11 沿着钻杆 1 的不同的可能定位相兼容。罩盖 可以包括多个塞。
在图 4 上示出的实施方式与图 1 的实施方式相似， 除了附加套管 41 与端部段 7 接 触 ( 或集成在端部段 7 中 ) 外。附加套管 41 的外径大于端部段 7 的外径。附加套管 41 在 与连接部分 10 相对的边侧部分地覆盖端部段 7。附加套管 41 具有圆柱形回转的或略微鼓 起的外表面 41a， 通过母线是直线形的或凸出鼓起的基本截锥形的一导向面 41b 与端部段 7 的外表面连接， 和通过长度和 / 或坡度大于前者不过形状基本相似的基本截锥形的一导向 面 41c 与中间区域 5 的外表面连接。外表面 41a 具有一直径， 该直径是钻杆的最大直径并 能够支撑抵靠钻孔壁或装衬钻孔的上部分的套筒 (tube de cuvelage)。外表面 41a 有利 地包括寿命超过钻杆的其它外表面的寿命的一防磨损涂层。 这类外表面和这类导向面可以 根据前述的专利文献 FR 2 851 608 和 FR 2 927936 的说明实施。导向面 41b、 41c 的一个 和 / 或另一个可以特别是包括螺旋形槽道， 能够舀出碎屑和从在地表 41a 和孔壁或套筒之 间的接触区域排出所述碎屑。附加套管 41 包括一分级镗孔， 该分级镗孔具有与中心段 8 的 外表面接触的一小直径部分、 与端部段 7 的外表面接触的一大直径部分和一截锥形连接表 面。附加套管 41 的内部结构可以是在图 2 或图 4 上示出的类型。附加套管 41 尤其可以容 置用于套管 11 的一电源和 / 或一电子元件， 这可以允许减小所述套管 11 的尺寸和因此减小相对于轴线的惯性。可以在套管 11 和附加套管 41 之间设置一电缆通道。根据专利文献 FR 2 851 608 和 FR 2 927 936 的教导， 相对的端部段 6 也可以具有基本与外表面 41a 的外 径和型面相同的外径和型面。附加套管 41 可以与端部段 7 和 / 或中间区域 5 成整体件。
在图 5 上示出的实施方式中， 附加套管 41 具有与前面的实施方式的形状相似的形 状并布置在相对的边侧， 与端部段 6 接触和局部覆盖该端部段。直径最大的其外表面 41a 可以配有一防磨损涂层。根据专利文献 FR 2 851 608 和 FR 2 927 936 的教导， 相对的端 部段 7 还可以具有基本与附加套管 41 的大直径表面的外径和型面相同的外径和型面。可 以在至少一端部段 6、 7 的一最大直径部分上设置一防磨损涂层。
如图 6 所示， 附加套管 41 可以布置在中间区域 4、 5 处。至少一且优选地两端部段 6、 7 可以具有外径对应钻杆的最大直径的一部分 38， 所述部分配有一防磨损涂层 37。根据 专利文献 FR 2 851 608 和 FR 2 927 936 的教导， 可以实施该部分的型面。套管 11 和 41 通过一有线连接装置 39 进行连接。
在图 7 上示出的实施方式中， 套管 11 布置在中心段 8 上， 如在图 1 和图 3 上示出。 主体 12 与中心段 8 成整体件， 例如通过锻造或机加工。槽座 14 通过两密封罩盖 13 进行封 塞， 两密封罩盖是板式类型的， 截然相反地进行布置和通过拧紧固定在主体 12 上。多个传 感器 15 安装在槽座 14 中， 例如六个， 以两行、 每行三个传感器成 180°布置， 以优化对应力 的测量。传感器 15 可以包括一压力传感器， 该传感器与管道 3 通过一孔 22 进行联通以测 量内部压力， 和与钻杆 1 的外部通过一孔 23 进行联通， 所述孔 23 通向中心段 8 附近的一截 锥形连接表面。传感器可以包括多个应力仪， 允许评估变型和三维作用力， 特别是张力、 压 缩、 扭转、 弯曲动量、 纵向挠曲。传感器 15 通过一电缆 24 配有有线连接装置， 电缆经过在主 体 12 和中心段 8 的厚度中布置的一对应孔与中心管道 3 接合。另一通信电缆 25 通过对应 的一孔——其通向主体 12 的截锥形端面中——通向中心段 8 附近的套管 11 的外部， 形成 在插座 12 和另一套管之间的连接装置， 例如图 5 的套管 41。
套管 11 还包括连接件 26， 所述连接件布置在一腔洞 27 中， 腔洞自截锥形连接表 面布置在主体 12 中和配有一密封塞。连接件 26 通过一通信电缆 28 与传感器 15 连接。连 接件 26 允许加载来自传感器 15 的数据和在钻杆回升到地表后将数据存储在存储器 20 中。 连接件 26 可以通过允许与一合适的接收器进行无接触加载的一 wi-fi 发射器进行替代。
在图 8 上示出的实施方式中， 钻杆包括多个套管 11、 111、 211， 例如三个套管， 每个 套管长度较小， 例如小于 150mm， 甚至小于 130mm。每个套管 11 包括多个腔室 14， 腔室在从 主体 12 的外表面布置的盲孔中形成。腔室 14 可以对应一凸起部分。套管的凸起部分布置 呈至少一圆形行列。至少一行列可以配有一防磨损涂层。所述行列的外径可以大于至少一 相邻行列的外径。
每个腔室 14 通过一外侧罩盖 13 进行封闭和在其底部接纳一传感器 15 或一电池 组 16 或一电子组件或一存储器 20。 罩盖 13 可以具有一塞的形式， 塞在其螺纹外边部与在盲 孔的壁中布置的内螺纹配合。套管 11、 111、 211 可以具有基本相等的外径。有利地， 中心套 管 211 的外径小于侧套管 11、 111 的外径， 这允许保护外表面不被磨损。 套管 11、 111、 211 可 以具有基本圆柱形的大直径表面， 所述大直径表面具有直线形的或略微鼓起凸出的母线， 通过一上游截锥形区域和一下游截锥形区域与中心区域 8 的常规部分的外表面连接， 所述 上游和下游截锥形区域以合适的圆角连接。大直径表面可以通过一硬质涂层 37 进行保护。如在图 9 和图 10 上可以看见， 套管可以具有在横截面方面不同的形状。在图 9 上示出的侧套管 111( 或未显示的侧套管 11) 具有一圆形外表面。高硬度磨损区域 (zones rechargées de haute dureté) 可以布置在腔室之间。如在图 10 上所示， 套管 211 具有凹 空部分， 凹空部分成角度地分开基本布置在同一径向平面中的两腔室。腔室布置在向外凸 出的凸起部分中。
布置长度较小的一系列套管的事实允许分析中心区域 8 的常规部分的机械特征， 特别是在弯曲和扭转方面的特征。因此产生对待测量或待评估的机械参数的更好的理解。 在图 10 上示出的套管 211 对于钻井泥浆流提供较小的载荷损失。在摩擦钻孔的或预布置 的套管装置的外壁时， 在图 9 上示出的套管 111 获益较小的磨损和钻孔的或套管装置的内 壁的较小磨损。套管 111 和 211 以在 100mm 到 300mm 之间的一距离并置显得有利。
如在图 11 和图 12 上所示， 钻杆柱 30 包括井底钻具组合 31 和布置在井底钻具组 合和地表设备 33 之间的抽油杆柱 32。抽油杆柱 32 包括多个钻杆 1， 钻杆的间隔根据通过 钻杆柱的机械性能的数字或分析模型所提供的结果进行选择。出于附图简洁性的原因， 钻 杆 1 以数目四个 ( 图 11) 或五个 ( 图 12) 示出。实际上， 钻杆的数目取决于抽油杆柱的长 度和可以钻杆数目的百分比进行表示， 特别是大于 1％， 优选地大于 5％。钻杆 1 的分布可 以是规则的或不规则的。抽油杆柱 32 的其它钻杆可以是集成式传动类型的， 例如在一钻杆 的内部是有线的和在两钻杆之间是电磁的。通过钻杆 1 的传感器提供的数据因此在地表进 行通信和可以存储在存储器中， 继而通过一模型进行处理， 以将其展示给人机界面。 模型可 以是用于计算钻杆柱的机械性能的一数字或分析模型。因此可以具有与抽油杆柱 32 的钻 杆的性能相关的信息且不再仅仅是与井底钻具组合 31 的组件的性能相关的信息。因为钻 孔是长的和具有较大的曲度或甚至根据钻探路径的类型变换曲度， 布置在钻杆 1 中的传感 器 15 的测量数据显得更加有利。
图 11 和图 12 示出井底钻具组合和抽油杆柱组合——配有仪表化钻杆——在两个 连续钻探深度 MDj 和 MDj+1 的定位示例。行列 1 的仪表化钻杆 (IDP1) 例如配有三个传感 器， 允许测量物理量 M1、 M′ 1 和 M″ 1， M 可以是一变形传感器的测量值 ( 张力、 压力、 扭转、 弯曲动量、 变形的测量值 ) 或一加速计的测量值 ( 轴向加速度、 扭转加速度和侧向加速度的 测量值 )。行列 i 的仪表化钻杆 (IDPi) 可以具有一个或多个传感器， 用于一个或多个测量 值 Mi、 M′ i、 M″ i 等。将 Mi， j 称为在深度 j(MDj) 或在钻探中的给定时刻所执行的行列 i(IDPi) 的仪表化钻杆的物理量的测量值。
钻杆柱的机械性能的计算模型 ( 数字模型或分析模型 )， 见图 13、 图 14 和图 16， 允许根据钻探路径 ( 深度、 倾度和方位角 )、 钻井泥浆的特征 ( 密度、 类型、 流变 )、 抽油杆柱 组合和井底钻具组合的特征 ( 钻杆和连接件的长度、 内径和外径、 每个元件的单位长度质 量、 杨氏模量等 )、 安装的套管装置的特征 ( 桩靴的深度、 内径和外径 )、 操作参数 ( 钻探的 前进速度、 操作速度、 转动速度、 在钻头上的重量等 ) 和在钻杆和钻井壁之间的摩擦系数， 来计算张力、 力矩、 弯曲动量、 切断力、 钻杆 - 钻井接触作用力、 延长、 翘曲、 抽油杆柱的任意 元件和 / 或在给定元件的任意位置的变形。在本领域中， 经常被称为 “摩阻和扭矩” 模型 的该计算模型， 在阳开文献 SPE 98965“3D 钻杆柱力学的发展 ： 从钻头到顶部驱动钻井装 置” (Menand 等， 2006) 中进行过描述。该模型还可以计算抽油杆柱的固有模式， 即抽油杆柱 可以进入振动的固有频率。仪表化钻杆的数目和位置的测定方法在图 13 上进行描述。所述的方法学允许测 定在抽油杆柱中的仪表化钻杆的数目和位置， 以用于一给定钻井的钻探。该测定一般发生 在称为钻井计划的阶段， 在该阶段， 测定实施钻探操作所需的设备。 在规定定位在所选择的 地点的仪表化钻杆的足够数目以能够知晓抽油杆柱组合的机械性能的意义上， 具有仪表化 钻杆的数目和位置的优化的该测定是重要的。考虑到已知的计算模型的参数， 在重复的工 序开始时， 数目为 n 的仪表化钻杆以任意给定的间隔 ( 根据路径的特征是规则的或不规则 的间隔 ) 定位。从而用计算模型实施在不同钻探深度 (MD1 到 MDn) 的一组 m 次模拟。这些 m 次模拟的结果从而被分析以知晓是否仪表化钻杆的定位对于合适地描述抽油杆柱组合的 机械性能和在相继的两仪表化钻杆之间正确地插入测量值是最优的。还期望， 通过使用沿 着钻杆柱的离散位置的测量值， 来知晓抽油杆柱组合的机械性能。通过计算模型的插入测 量值的质量因此是重要的。如果仪表化钻杆的数目和位置被判定最优， 那么每个仪表化钻 杆的数目和位置被限定。 行列 1 的仪表化钻杆与钻探工具隔开一距离 DB1， 行列 i 的仪表化 钻杆与钻探工具隔开一距离 DBi。 如果位置没有被判定最优， 那么仪表化钻杆沿着抽油杆柱 的数目和位置被修改， 以重新开始工序直到获得仪表化钻杆沿着抽油杆柱的最优位置。该 最优位置将旨在保证计算模型能够令人满意地插入在沿着抽油杆柱的离散位置实施的仪 表化钻杆的测量值。插入可以是线性的、 平方的或立方的。仪表化钻杆具有与称为标准的 其它钻杆相似的尺寸， 抽油杆柱组合的机械性能得到保留。此外， 出于几何相似性， 这还方 便仪表化钻杆的测量值在称为标准钻杆的其它钻杆上的插入。 给出仪表化钻杆的实施例和 使用例以便于对该方法的理解 ( 图 15 和图 17)。模拟的数目 m 可以与仪表化钻杆的数目 n 不同。 图 14 示出在钻探时仪表化钻杆的测量值的使用， 以通过计算模型进行处理， 来探 测在钻探 ( 称为实时处理 ) 时的功能故障 ( 振动、 纵向挠曲等 )。考虑到已知的计算模型的 参数、 规定的仪表化钻杆的数目和定位， 计算模型被使用于实施在深度 MDj 的模拟。在可以 通过传动机件回到地表的仪表化钻杆上执行的测量值被分析和过滤， 以通过计算模型可直 接使用。这些测量值从而直接与计算模型的结果进行比较。如果通过模型计算的值与仪表 化钻杆的测量值相符， 那么计算模型允许评估抽油杆柱组合的机械性能， 包括非仪表化的、 定位在仪表化钻杆之间的称为标准钻杆的机械性能。张力、 在钻杆和井壁之间的接触作用 力、 弯曲动量、 变形、 延长、 翘曲从而在抽油杆柱组合上是已知的， 特别是通过在离散点， 即 在仪表化钻杆中的测量值的生效。仪表化钻杆的缺少不能允许获得这类结果。实际上， 仅 仅在井底和地表上的测量值不允许知晓在抽油杆柱组合中的情况。 可以探测在抽油杆柱组 合中的纵向挠曲、 振动或在抽油杆柱中的任何其它钻探功能故障。如果通过模型计算的值 不与仪表化钻杆的测量值相符， 那么调节计算模型的参数以重新进行在同一深度 MDj 的模 拟。该重复性工序进行反复， 直到理论值与测量值一致。使用计算模型和在上文中所描述 的重复性工序的人机界面从而可以具有对于钻机有用的信息， 以控制在抽油杆柱组合中的 机械性能， 以用于对可能的功能故障进行更好的分析。
在图 15 上示出一实施例。井底钻具组合和配有仪表化钻杆的抽油杆柱组合布置 在一深度 MDj。两个不同的物理参数或在两不同位置测量的相同物理参数在离散点通过 仪表化钻杆和在根据在图 14 上所描述的模式插入后通过模型计算的相同物理参数进行测 量。该物理参数可以是张力、 扭转、 弯曲动量、 侧向加速度等。可以评估在两测量点之间的
物理值， 因此可以评估在两仪表化钻杆之间的物理值。 可以通过离散测量点的调节， 评估抽 油杆柱组合的机械性能， 和具有对在抽油杆柱中发生的状况的良好了解。
图 16 示出在钻探操作后对仪表化钻杆的测量值组的使用， 以对钻探进行优化 ( 后 分析 )， 例如抽油杆柱的结构的优化。考虑到已知的计算模型的参数、 规定的仪表化钻杆的 数目和位置， 计算模型被使用于在多个深度 MDj， 从 1 到 n 实施 m 次模拟。在仪表化钻杆上 传输的或存储的测量值组被恢复、 分析和过滤， 以通过计算模型直接可使用。 这些测量值从 而直接与计算模型的结果进行比较。如果通过模型计算的值与仪表化钻杆的测量值相符， 那么计算模型允许评估抽油杆柱组合的机械性能， 包括非仪表化的称为标准的钻杆的机械 性能， 和在不同钻探深度的机械性能。 张力、 在钻杆和井壁之间的接触作用力、 弯曲动量、 变 形、 延长、 翘曲从而在抽油杆柱组合上是已知的。 此外这允许探测在抽油杆柱组合中的纵向 挠曲、 振动或在抽油杆柱中的任何其它钻探功能故障。如果通过模型计算的值不与仪表化 钻杆的测量值相符， 那么调节计算模型的参数以重新在多个深度 MDj 进行 m 次模拟。该重 复工序被反复直到理论值与测量值一致。
在图 17 上示出一实施例。 附图示出在根据在图 16 上所描述的方法学插入后的， 通 过模型计算的在两仪表化钻杆上测量的物理参数的变化， 并且这在不同的深度 MDj. 进行。 通过视图更好地理解该方法学因此允许追溯在钻杆上经受的应力的变化， 尤其对于疲劳和 磨损问题是有效的。此外， 通过量化在通过计算模型计算的值和仪表化钻杆的测量值之间 的差异， 这允许探测功能故障 ( 振动、 纵向挠曲 ) 的抽油杆柱的区域和知晓钻杆处于功能故 障的时间。实际上， 计算模型的静态使用允许知晓抽油杆柱组合的正常机械性能 ( 无功能 故障 )。 相对于该称为正常的机械趋势的各种差异因此可被理解为异常的， 并因此潜在地作 为功能故障。计算模型因此继而允许测试抽油杆柱的特征， 所述特征允许避免这些功能故 障， 使得钻杆柱的结构的优化变得可能。
在图 18 上示出的实施方式中， 一钻杆包括至少一仪表化端部段 6、 7。 段 6 包括 ： 一 标称外径区域 61， 位于钻杆的端面附近 ； 和一直径大于标称外径的区域 62， 位于中间区域 4 附近。大外径区域 62 的惯性大于标称外径区域 61 的惯性。大外径区域 62 轴向地位于阴 连接部分 9 和中间区域 4 之间。区域 61 和 62 的外表面通过一整体上截锥形的中间表面连 接。大外径区域 62 的外表面和中间区域 4 的外表面通过一整体上截锥形的中间表面连接。 大外径区域 62 形成一附加套管 41。
槽座 14 布置在大外径区域 62 中， 也见图 19。槽座 14， 这是数目为四个， 规则地周 向分布。槽座 14 被刺穿呈盲孔的形状。槽座 14 的轴线是径向的。槽座 14 径向地对齐。电 子处理模块 63 布置在槽座 14 中。电子处理模块 63 可以相互连接。电子处理模块 63 连接 到套管 11。 电子处理模块 63 可以是柔性的， 以永久性地适于一不平坦的槽座表面或一圆形 表面。电子处理模块 63 包括中继器。
段 7 包括 ： 一标称外径区域 71， 位于钻杆的一端面附近 ； 和一外径大于标称外径的 区域 72， 位于中间区域 5 附近。大外径区域 72 的惯性大于标称外径区域 71 的惯性。大外 径区域 72 轴向地位于阳连接部分 10 和中间区域 5 之间。区域 71 和 72 的外表面通过一整 体上截锥形的中间表面连接。大外径区域 72 和中间区域 5 的外表面通过一整体上截锥形 的中间表面连接。大外径区域 72 配有一硬质涂层 37。大外径区域 72 形成一附加套管 41。 更为特别地， 大外径区域 72 包括一大直径轴套 (manchon)73， 部分地形成所述区域 72 的外表面。轴套 73 包括硬质涂层 37。作为选择， 轴套 73 以硬质材料制成， 特别是硬度大于中间 区域 5 的硬度的材料， 例如硬度大于 35 洛氏硬度 HRC。轴套 73 通过拧紧固定在大外径区域 72 的主体上。大外径区域 72 包括一环形筒体 74， 环形筒体布置在与区域 71 成整体件的大 外径区域 72 的主体和轴套 73 之间。环形筒体 74 布置在一环形槽道中， 槽道从一外表面开 始布置在大外径区域 72 的主体中。环形筒体 74 可以柔性材料制成， 例如以合成材料制成。 环形筒体 74 可以互补的两个半环形构件制成。圆形筒体 74 通过轴套 73 进行保持。
环形筒体 74 包括多个槽座 75， 也见图 22。槽座 75， 这里数目为 16 个， 呈圆周形规 则地分布。槽座 75 被刺穿呈盲孔的形状。槽座 75 轴向地取向。槽座 75 径向地对齐。电 源 76 布置在槽座 75 中。电源 76 与套管 11 连接。电源 76 可以包括呈回转圆柱体的电池 或电池组。槽座 75 可以适于在商业中可用的标准尺寸的电源。轴线平行的槽座 75 的布置 允许容置大量的电源。可存储大量的电能， 因此可以长期运行。槽座 75 的轴线平行于钻杆 的轴线。大外径区域 72 配有具有一互补插座的一连接插座 77， 未显示和在钻杆外。互补插 座可以与一电池充电器连接、 与一存储器连接以提取数据， 与一处理装置连接等。 电子或电 气模块 79 布置在凹空部分中， 凹空部分布置在大外径区域 72 的主体中。模块 79 被筒体 74 的镗孔围绕。模块 79 可以包括传感器、 发射器等。模块 79 可以包括一电子处理元件。模 块 79 与电源 76 连接。模块 79 与插座 77 连接。
在图 18 上示出的实施方式中， 钻杆包括两套管 11、 111。在图 26 上示出的实施方 式中， 钻杆包括一套管 11。套管 11、 111 与中心段 8 成整体件。套管 11、 111 具有鼓起的外 表面， 在轴向剖面上曲度半径较大。作为示例， 曲度半径可以大于钻杆的标称直径。套管 11、 111 包括四个腔室 14。腔室 14 轴向地对齐。腔室 14 圆周地分布。套管 11、 111 具有圆 形外表面。套管 11、 111 的圆形外表面的直径大于中心段 8 的直径， 例如大约 15％到 30％。 至少一传感器 15， 特别是变形传感器或应力仪， 布置在一腔室 14 中。硬质材料例如碳化钨 制成的销 137， 设置在套管 11、 111 的表面， 所述销是埋入的， 参考图 23。销 137 可以具有块 体 (pastille) 的形状， 特别是圆形的块体。块体的直径从 5 毫米到 15 毫米。销 137 可以 围绕腔室 14 的罩盖 13 布置。销 137 可以围绕腔室 14 布置呈两环冠。作为选择， 销 137 可 以围绕套管 11、 111 布置呈两环冠。
在电子处理模块 63 和套管 11 之间的连接和 / 或在电子处理模块 63 和套管 111 之 间的连接可以通过一联通管体 (tube de communication)64 保证， 该联通管体至少布置在 中心段 8 的镗孔中并与所述镗孔接触。信号和 / 或能量传输电缆可以布置在联通管体内。 联通管体 64 可以包括主体， 该主体由具有一环形组件设置的至少一金属带形成。在沿着经 过联通管体的轴线的一平面的截面中， 主体包括至少两个轴向延长的段， 所述至少两个轴 向延长的段局部地相互覆盖， 具有一轴向间隙， 该轴向间隙被选择以吸收在轴向压力载荷 和 / 或弯曲载荷 (effort decompression axiale et/ou de flexion) 下组件的最大弹性 变形。可以参考专利文献 FR 2 940 816。
联通管体 64 在大外径区域 62 和 72 和在套管 11 中的插入可以根据专利文献 FR 2 936 554 在一孔中执行， 读者可以参考上述专利文献。
在图 18 和图 23 上示出的实施方式中， 传输电缆 65 将套管 11 的腔室 14 连接到套 管 111 的腔室 14。在图 20 和图 21 上， 传输电缆 66 将相同套管 11、 111 的两腔室 14 连接。 为此， 在套管 11、 111 的厚度中设置孔， 例如每个从一腔室 14 出发和在半途接合的两直孔。套管 11、 111 的所有腔室 14 可以这样进行连接。在图 24 上示出的实施方式中， 传输电缆 66 经过三个直孔， 所述三个孔相交接合， 例如三个孔之一从一腔室 14 到附加套管 41 的外表 面， 第二孔从第一孔的出口 (débouché) 开始， 第三孔从另一腔室 14 延伸到附加套管 41 的 外表面， 在壁体的厚度中与第二孔相遇。在图 19 上， 传输电缆 67 连接附加套管 41 的腔室 14。在图 22 上， 传输电缆 78 连接附加套管 41 的模块 79。
在图 25 的变型中， 大外径区域 72 包括与区域 62 的槽座 14 相似的槽座 14。大外 径区域 72 包括呈具有圆形截面的盲孔形式的槽座 114。 槽座 114 从整体上截锥形的中间表 面 115、 116 布置， 所述中间表面分别地在中间区域 5 和大外径区域 72 之间， 以及在大外径 区域 72 和标称外径区域 71 之间。槽座 114 根据轴线布置， 所述轴线布置在经过钻杆的轴 线的一平面中并与钻杆的轴线相交。槽座 114 的轴线可以相对于钻杆的轴线倾斜 10°到 40°。槽座 114 通过罩盖 113 进行封塞。电源 76 布置在槽座 114 中。槽座 114 的倾度允 许利用大外径区域 72 的厚度以组成一储能容器。槽座 114 与联通管体 64 连接。槽座 114 通过电缆 80 与模块 79 连接。
钻杆可包括一能量存储区域、 一数据处理区域和一机械量探测区域。能量存储区 域可以包括用于能源的多个槽座。能量存储区域可以位于一端部。数据处理区域可以包括 用于电子处理模块的多个槽座。数据处理区域可以位于一端部。机械量探测区域可以包括 多个机械量传感器。机械量探测区域位于一套管中， 该套管布置在与端部和中间区域隔开 一距离的中心区域。套管的最大外径可以小于端部之一和另一个的最大外径。 图 27 和图 28 示出沿着钻杆以 MPa 表示的弯曲应力的变化。如前所述， 钻杆包括 一中心段 8、 端部段 6、 7 和中间区域 4、 5。图 28 的钻杆相对于图 27 的曲线对齐， 以使得曲 线和沿钻杆的型面相对应。图 28 包括建立的三个曲线， 关于三种轴向应力状态 ( 张力 / 压 缩 )。这些曲线包括相互区别的和对应中心段 8， 端部段 6、 7， 和中间区域 4、 5 的特征区域。 虚线曲线通过压缩状态建立， 而没有钻杆与井壁的侧向接触。 实线曲线通过张力状态建立， 而没有钻杆与井壁的侧向接触。短线曲线通过大于前述情形的张力状态建立， 而没有钻杆 与井壁的侧向接触。在侧向接触的情形下， 实线曲线和短线曲线取 W 形， 在中心具有小的局 部最大值， 而不是 V 形的形态。因此有利地是， 在中心段 8 中布置机械量传感器。在中间区 域 4、 5 中也设计传感器， 参考围绕中间区域的附加套管 41 的实施方式。